[城市轨道交通运营管理课件]网络化运营内容补充.

LOGO城市轨道交通网络化运营组织模式与资源共享技术机电与轨道交通学院目录轨道交通网络运营的基本特点轨道交通网络化运营组织特征网络化运营组织管理模式网络票款清分及客流分布网络化运营的换乘枢纽建设网络化运营的资源共享一、轨道交通网络运营组织的基本特点经营管理主体多元化轨道交通网络运营组织的基本特点北京地铁运营有限公司京港地铁有限公司运营主体…网络线路形式、功能和制式多样化M线L线R线线路形式…轨道交通网络运营组织的基本特点网络结构和规模复杂化连通型网络城市环线大型换乘枢纽网络结构轨道交通网络运营组织的基本特点列车运行方式多样化共线段共线运行大小交路分段交路列车运行方式综合交路轨道交通网络运营组织的基本特点与其他交通方式衔接需求的多重性铁路(高速铁路)城际轨道交通机场其他交通方式高速公路轨道交通网络运营组织的基本特点客流的高增长、波动性、网络性F1展览会体育比赛轨道交通网络运营组织的基本特点轨道交通网络运营组织的基本特点公众安全和反恐形势的严峻性伦敦地铁爆炸日本地铁沙林毒气水灾二、城市轨道交通网络化运营组织特征轨道交通网络化运营组织特征网络化运营是指在由多线路组成的城市轨道交通线网上建立的，旨在有效满足出行者需要的安全的、可持续的运输组织方法与经营行为的总称。相对于单条线路下的独立运营来说，网络化运营实际上是在城市轨道交通系统规模发展到由若干条轨道交通线路有经有纬、交错衔接形成整体的“网络”状态时，系统强调自身整体功能和规模效应的一种客观发展需求。轨道交通网络化运营组织特征线网是城市轨道交通网络化运营的基础设施。从整体看，线网本身的物理结构形态，决定了网络的服务区域与辐射范围；从局部看，线路中的换乘站、折返线、越行线、联络线等基础设施的设置情况，从根本上制约着网络化运营组织方法与技术的应用。同时，服务对象的实际需求是确定网络化运营组织方法的基本依据，即列车开行方案必须适应线网覆盖区域内不同客流特征。以下主要从线网形态和客流特征两方面来研究城市轨道交通网络化运营特征。线网形态研究着重分析线路几何形态和换乘站衔接线路模式两方面；客流特征研究主要探讨网络状态下的客流空间分布特征和换乘客流特征。轨道交通网络化运营组织特征一、轨道交通线网形态分析世界上任何一个城市的轨道交通线网形态和规模都是独一无二的，鉴于此，这里不考虑线网规模、线路走向、车站设置等因素，单纯从线网几何形态角度探讨网络化运营环境下城市轨道交通线网特征。（1）线网基本形态和特点轨道交通线网结构的几何形态，是轨道交通系统在城市空间布局中的点、线、面的组合。线路是最基本的要素，线路越长，线路数越多，所构成的线网形态就越复杂。若干条线路的交汇、衔接所形成的节点一般就是线网的换乘枢纽，交织成“网”的轨道交通线路所覆盖的区域，决定了线网的服务和辐射范围。将轨道交通线网的形态抽象化，可以得到最常见、最基本的线网整体形态结构类型，即网格型（棋盘型）结构和放射型结构。在此基础上，考虑增加环线，则又可形成“环线+网格型”和“环线+放射型”两类形态。轨道交通网络化运营组织特征①网格型线网：线网由两组或两组以上的平行线正交而成，得到多个交叉点，基本几何形态为“#”字形。这种线网形态的特点是多点四方向，在每个点上均有可通往四个方向的路径；平行线之间的点需要二次换乘到达，而任意两点之间也最多仅需二次换乘。②放射型线网：线网自某中心点（从城市空间布局上看，一般位于市中心区）出发，向周边放射形伸展，基本几何形态为“米”字形。这种形态的特点是交叉点上向各处的出行最为便捷，即一点多方向、轮轴辐射特点；而交叉点以外各点到其余各处都需要到中心点换乘，因此，中心点换乘压力很大，为解决此问题，通常做法是将一个中心分散为几个连接点。③增加环线线网：前述两种基本形态，存在一个共同的弊端：任意两条线路的远中心端之间OD对必须通过迂回路径才能到达，为提高线网的便捷性，一般在这两种基本形态上增加弧线或环线。由于远中心端往往位于城市边缘地区，必须当远中心端之间的客流数量达到一定程度时才考虑增加相应的弧线或环线，以便适应这些地区之间的交通需求。轨道交通网络化运营组织特征（2）换乘便捷性轨道交通线网的形态决定了乘客能否通过轨道交通线路完成出行以及是否需要换乘。随着城市轨道交通线网规模的扩大，线网内换乘总量大幅提高，由此对乘客的出行时间效益及线网的服务水平造成的影响随之增大。从乘客的个体出行行为上看，随着出行距离的增大，换乘次数对于路径选择的影响也随之增大。因此，从线网层面考查换乘能力的优劣应成为选择线网形态的一个重要依据。线路之间换乘能力的评价，一般可通过一定换乘组织方式下完成的换乘客流量（数量）以及考虑时间价值的出行者总广义费用（质量）来实现。对于城市轨道交通的规划线网，线网换乘节点越多，乘客可选择的出行路径就越多，相应可降低线网的总换乘次数。轨道交通网络化运营组织特征通过“线网换乘便捷性”概念以探讨规划线网的换乘能力的差异性，与之直接相关联的是线网中的换乘节点数。以线网中两两线路间的换乘节点数可定义线网的换乘便捷性矩阵，即：式中，m为线路条数；为线路i可换乘到线路j的站点数；为线路i和线路j之间的直接换乘节点的数目，当两条线路不存在直接换乘关系时，。以矩阵元素和与线路数量的比值K，即线网中各线路与其他线路的换乘点数量的平均值，可定义线网的换乘便捷性（称之为线网换乘便捷性指数）KmjmijijiddDijijijmm,...,1;,...,1,,0,ijijd0ijdmimjijmdK11/轨道交通网络化运营组织特征显然，当线网的规模一定时，换乘便捷性指数K越大，乘客的平均换乘次数越少，即线网的换乘便捷性越好。假设一个由5条线路组成的简单线网，统计得到线网的换乘便捷性矩阵。矩阵的行标与列标表示对应的线路标号，行数与列数均等于线网内的线路数目；得到的线网换乘便捷性矩阵是一个对称矩阵。线网的换乘便捷性K=3.2。线路abcdea00111b00112c11010d11100e12000轨道交通网络化运营组织特征（3）典型线网的换乘便捷性分析基于上述线网换乘便捷性，可以就各种典型的线网形态来分析线网换乘便捷性，即探讨相同线网规模下，增加不同形态的线路对线网换乘便捷性的边际贡献。进一步，改变换乘节点的衔接线路数，可探讨3线换乘、多线换乘车站与换乘便捷性、换乘车站数量的关系。①典型线网形态的换乘便捷性边际贡献分析。设有“#”形路网，由n条横线、l条纵线组成的典型网络型线网，形成n×l个两线交叉的换乘节点；增加横线第n+1条，形成（n+1）×l个节点；增加纵线第l+1条，形成（l+1）×n个节点。对于简化为几何形态的线网，相同的线网规模即简化为相同的线路数量，令m=n+l，则基础线网的换乘便捷性指数为：K=2（n×l）/m轨道交通网络化运营组织特征ⅰ网格型：在基础线网上，增加平行线路。不妨假设增加线路为纵线第l+1条（即线网中的第m+1条），则线网仍为网格型。网格型线网的换乘便捷性为：增加平行线路对线网换乘便捷性的边际贡献为：1/12mlnK格]1/[22mmnKKK基格格轨道交通网络化运营组织特征ⅱ斜线+网格型：在基础线网上，增加对角贯穿线路，与其他所有线路相交一次。不妨假设增加的斜线标号为第m+1条。斜线+网格型线网的换乘便捷性为：增加斜线线路对线网换乘便捷性的边际贡献为：1/2mlnlnK斜]1/[)(22mmlmnKKK基斜斜轨道交通网络化运营组织特征ⅲ环线+网格型：在基础线网上，增加环形线路，与其他所有线路相交两次。不妨假设增加的环线标号为第m+1条。环线+网格型线网的换乘便捷性为：增加环线线路对线网换乘便捷性的边际贡献为：1/]2[2mlnlnK环]1/[)(222mmlmmnKKK基环环轨道交通网络化运营组织特征比较三类线网的换乘便捷性：由于n0,l0,m0，则，因此，通过以上分析，得到如下结论：①理论计算结果表明，线网建设过程中，增加不同线形的线路对线网换乘便捷性K的边际贡献不同，有“环线对角线平行线”的规律。②加入平行于原线网中的线路，提高的换乘便捷性较小，同时对原线网覆盖的区域改善作用不明显。③加入对角线后提高的换乘便捷性高于平行线，主要是改善对角线周边线网的换乘便捷性。④加入环线或大弧度曲线后，原线网换乘便捷性提高最大，同时对于增加环线周边及环线以外的换乘便捷性、改善原线网覆盖区域的作用明显。⑤上述比较结果表明，线网完善过程中线路条数的增长总是低于换乘点的增长。因此，总体而言，线网规模越大，换乘问题解决的越好；相反，出行换乘压力大、感觉换乘问题严重时轨道交通建设初期线网不完备时的普遍问题。格斜环KKK格斜环KKK轨道交通网络化运营组织特征（4）多线换乘节点的换乘便捷性贡献分析前述三种形态中，换乘节点均为2线换乘。在这种情况下，换乘便捷性K与换乘节点个数N成正比，即换乘便捷性的提高意味着换乘车站的增加、线路建设工程费用的增加。因此，可以通过合理设置换乘站的衔接线路数，保证换乘站的数量维持在一个适当的范围内：线网中的换乘站太多，将增加工程费用和运营费用；换乘站太少，则将导致单个换乘站的负荷过重、降低换乘站的服务水平。下面进一步探讨3线换乘、多线换乘的线网形态对换乘便捷性的贡献。设线路条数为9.ⅰ2线换乘平行三角网由3组3条平行线交叉而成的正三角形线网，标记为a。所有节点均为2线换乘，每组平行线间需两次换乘、其余各线一次换乘即可实现任意两点间的出行。换乘节点个数N=27；则Ka=6.轨道交通网络化运营组织特征ⅱ3线换乘平行三角网3组平行线紧密衔接后形成3线换乘平行三角网，该线网标记为b。共7个三线节点，6个两线节点。换乘节点个数N=13；换乘便捷性Kb=6.轨道交通网络化运营组织特征ⅲ多线换乘放射网取消上一种线网的各线之间的平行关系，并且使节点进一步紧凑形成一个节点，即典型的放射型线网，该线网标记为c。线网中仅有一个9线换乘的节点，任意线路之间可以两两换乘。换乘节点个数N=1；则线网换乘便捷性Kc=8轨道交通网络化运营组织特征可以看出，形成换乘便捷性差异的原因有：（1）三线换乘平行三角网与两线换乘平行三角网相比，由于线网中央存在7个3线换乘节点，因此，只需13个换乘节点就能达到两线换乘线网形态中27个换乘节点等同的通达效果。这两种特定形态下，3线换乘节点比2线换乘节点的换乘便捷性高200%。虽然单个3线或多线换乘站的造价比2线换乘站大且承担的换乘压力大，但线网中总的换乘站数目要少的多。因此，在换乘站数一定情况下，合理选取3线或多线换乘枢纽是提高线网换乘便捷性的有效方法。（2）线网c是一种极端的做法，它直观的表明：取消或减少平行线和建设多线换乘枢纽对于提高线网换乘便捷性有着明显的作用。（3）三种线网虽然只是特定线路数、特定线间关系下的简单示例，但其节点数和换乘便捷性的演变趋势表明：在线网规划和建设中，可通过合理设置3线和多线换乘站使换乘站数量维持在一个适当范围内，同时保证线网的换乘便捷性。轨道交通网络化运营组织特征二、网络化运营客流特征（1）连接市郊线路的客流空间分布特征网络规模扩大过程中，部分线路的一端或两端可能延伸到城市的近郊地区甚至远郊区，从而出现一端连接市中心区一端连接郊区，或者贯穿市区而两端连接郊区的线路。与中心区线路相比，这类线路客流空间分布有以下几个特征。①全线客流不均衡，呈凸型或单向增减分布。这类线路的客流空间分布受到用地性质差异而出现客流空间分布不均衡的现象。表现在：中心区的线路上，这种不均衡的现象一般并不沿着线路的走向出现规律的递增或递减；在连接郊区的城市轨道交通线路上，断面客流和乘客乘降量总体出现较为明显的单向递增或递减，这是由于市区客流与郊区客流特征的巨大差异造成的。一般而言，单向最高断面客流量出现在市区的边缘区域。轨道交通网络化运营组织特征②高峰时段断面客流的潮汐特征明显。连接郊区的城市轨